汽车行驶特性

第二章 汽车行驶特性
The Running Characteristic of Automobile
道路是为汽车行驶服务的，要满足汽车在道 路上行驶安全、迅速、经济、舒适、低公害的要 求，就必须从驾驶者、汽车、道路、交通管理等
方面来保证。在上述因素中，道路的线形设计 与汽车行驶特性最为密切。因此，在道路线
n―――发动机曲轴的转速 (r/min)。
N(马力)
M(公斤米)
ge
东风EQ6100－I型发动机外特性曲线
ge{克/（马力小时)}
有时未给定发动机特性曲线，只给出最大功率 NMAX 及其对应的曲轴转速nN ，则可通过下面的经验 公式近似地计算发动机的功率曲线N=N(n)，即：
N

Nmax1
T

Mk r

MT
r
0.377 n V
MT
(2- 6)
上式为驱动力T与扭矩M之间的函数关 系式。同样可推导出驱动力T与功率N之间 的关系式为：
T

3600 N V
T
(2- 7)
二、汽车的行驶阻力 The Running Resistance
汽车在行驶过程中需要不断克服各种阻力， 这些阻力有的来自空气的阻力，有的来自道路摩 擦力，有的来自汽车上坡行驶时产生的阻力，有 的来自汽车变速行驶时克服惯性的阻力，这些阻 力可以分为空气阻力、道路阻力和惯性阻力，下 面分述之。
1.空气阻力 Air Resistance
汽车在行驶过程中所受的空气阻力主要包括： （1）迎面空气质点的压力； （2）车后真空吸力； （3）空气质点与车身表面的摩擦力。
由空气动力学的研究与试验结果可知，空气阻
力RW可以用下式计算：
RW

1 2
KAv 2
式中：K―空气阻力系数， ρ―空气密度，一般ρ＝1.2258(N.s2/m4) ; A―汽车迎风面积，即正投影面积（m2）； v―汽车与空气的相对速度 (m/s) ，可近似地取汽车 行驶速度。
此时，驱动轮上的转速nK =n/γ , 相应的车速V为:
V 2r n 60 0.377 nr
1000

(2 - 5)
式中：V―――汽车行驶速度 (km/h) ; n―――发动机曲轴转速 (r/min) ; r―――车轮工作半径 (m) ，即变形半径，
它与内胎气压、外胎构造、 路面刚性与平整性、以 及荷载有关，一般取r=(0.93~0.96)r0；
汽车在道路上行驶时，必须有足够的驱动力 来克服各种行驶阻力。汽车行驶的驱动力来自它 的内燃发动机，其传力过程如下：
在发动机里热能转化为机械能 → 有效 功率N → 曲轴旋转（转速为 n），产生扭 矩M → 经变速和传动，将M传给驱动轮， 产生扭矩MK → 驱动汽车行驶。
一、汽车的驱动力 The Driving Force
发动机部分负荷特性曲线:如果节流阀部分 开启，即部分供油，则称此特性曲线为发动机 部分负荷特性曲线。
对于不同类型的发动机，其输出的功率不同， 故产生的扭矩也不同。它们之间的关系如下：
N Mn 9549
M 9549 N n
(N.m)
(2 -1)
式中：M―――发动机曲轴的扭矩（N.m）；
N―――发动机的有效功率（KW）；
4 尽量满足行车舒适，即采用符合视觉舒 适要求的曲线半径，注意线形与景观的协调、沿 线的植树绿化等。
本章主要介绍汽车的驱动力和行车阻力，汽 车的动力特性，汽车的行驶稳定性、制动性和燃 油经济性。在表2－1中列出了几种有代表性的国 产汽车的主要技术性能。(P18.)
第一节 汽车的驱动力及行驶阻力
The Driving Force and Driving Resistance
r0 ―――未变形半径。
3 汽车的驱动力 The Driving Force
行驶方向
正阻力
路面水平反力
'
'
汽车驱动轮受力分析
把驱动轮上的扭矩MK 用一对力偶Ta和T代替， Ta作用在轮缘上与路面水平反力F相抗衡，T作用在 轮轴上推动汽车前进，称为驱动力（或牵引力），
与汽车行驶阻力R相抗衡。驱动力可按下式计算:
形设计时，需要研究汽车在道路上的行驶特性及 其对道路设计的具体要求，这是道路线形设计的 理论基础。
道路线形设计要保证： 1 保证汽车行驶的稳定性，即保证安全行
车，不翻车、不倒溜、不侧滑，这就需要合理设 置纵横坡度、弯道，以及保证车轮与地面的附着 力等。
2 尽可能提高车速。
3 保证道路行车畅通，即保证汽车不受阻 或少受阻。这就需要有足够的视距和路面宽度、 合理地设置平竖曲线，以及减少道路交叉等。
1.发动机曲轴扭矩M The engine crankshaft torque M
发动机特性曲线：如将发动机的功率N、 扭矩M与曲轴转速n之间的函数关系以曲线 表示，则该曲线称为发动机特性曲线。
发动机外特性曲线:如果发动机节流阀全开， 即高压油泵在最大供油量位置，则此特性曲线 称为发动机外特性曲线；
汽车发动机曲轴传至驱动轮上的扭矩按下式 计算，即：
M K MT
(2 - 4)
式中：MK ―――驱动轮扭矩 (N.m) ; M―――发动机曲轴扭矩 (N.m) ;
γ―――总变速比，γ＝i0 ik ； i0 ―――传动器变速比，见表2－1； iK ―――变速箱变速比，见表2－1； ηT ―――传动系统的机械效率，一般载重 汽车取0.80~0.85,小客车取 0.85~0.95。
M

M max
M max M N nN nM 2
nM n 2
(N.m)
(2 - 3)
2. 驱动轮扭矩MK The Traction Torque
汽车车轮分为驱动轮和从动轮。驱动轮上 有发动机传来的扭矩MK ，在MK 的作用下驱 使车轮滚动向前。而从动轮上无扭矩作用，它 的滚动是驱动轮上的力经车架传至从动轮的轮 轴上而产生运动。n nN 2 Nhomakorabea
n nN
2
3

n nN
3


(KW)
(2- 2)
如果同时给定最大功率NMAX 及其对应的曲轴 转 速 nN ， 以 及 最 大 扭 矩 MMAX 及 其 对 应 的 曲 轴 转 速 nM，则可用下式直接计算扭矩曲线M=M(n)，即：